CORSO BASE DI IMPIANTI ELETTRICI CON SIMULATORE GRATUITO

PER PRINCIPIANTI NPR, PRESENTA:

GENERATORI DI TENSIONE E PRIME SIMULAZIONI SOFTWARE

In questa lezione effettueremo le prime simulazioni al calcolatore ed in particolare simuleremo il funzionamento dei generatori di tensione operanti in corrente continua.

Quando si parla di simulazione intendiamo riferirci a software in grado di simulare il funzionamento di dispositivi elettrici ed elettronici non solo singolarmente ma soprattutto connessi tra di loro.

Tra i diversi software disponibili in rete, abbiamo deciso di adottare per queste lezioni il software Proteus, il quale sulla base delle analisi che abbiamo effettuato riesce a fornire ottime risposte sia sul piano didattico, sia sul piano della qualità delle simulazioni. Esistono versioni gratuite ed a pagamento di questo software ma come è ovvio immaginare in tutte le nostre lezioni useremo la versione free. Anticipiamo subito che tale versione presenta delle limitazioni sebbene, come vedremo, per gli scopi didattici di questo libro tali limitazioni non emergeranno.

Senza dilungarci oltre, vi forniamo in Figura 15 le indicazioni per accedere al file di installazione.

Occorre nello specifico, usare il seguente link:

https://www.labcenter.com/downloads/

Tramite questo link accederete alla pagina di download della versione demonstration ossia della versione gratuita dimostrativa.

Cliccate quindi su tale link ed eseguite i vari passaggi richiesti per la installazione del software. Si tratta dei tipici passaggi comuni alla installazione di un qualsiasi software e pertanto non sono attese criticità in questa procedura.

Figura 15: Pagina Internet per il download della versione gratuita del software Proteus.

Se avrete eseguito correttamente la procedura di installazione, vi troverete l’icona di Proteus sul vostro desktop come indicato in Figura 16.

Nel nostro caso si nota in Figura 16 che abbiamo installato la versione 8 e soprattutto la versione Demo ossia la versione gratuita.

Come per tutti gli altri programmi installati sul vostro computer, per poter avviare il software Proteus sarà sufficiente cliccare due volte sulla sua icona.

Figura 16: Icona della versione gratuita del software Proteus.

Apparirà a questo punto la schermata indicata nella figura seguente.

Figura 17: Schermata principale del software Proteus.

Noterete che tutte le varie voci sono in inglese e da una prima analisi sembrerebbe che non sia possibile agevolmente avere una versione in italiano del software. Ciò non deve rappresentare un elemento di preoccupazione. Al contrario, questo elemento apparentemente negativo deve essere colto come una opportunità per rinfrescare il proprio inglese o per imparare alcuni termini in inglese in un settore dove sicuramente tale lingua viene ampiamente utilizzata. D’altra parte noteremo che i termini in inglese dei dispositivi elettrici sono molto simili a quelli in italiano e pertanto non sarà difficile memorizzarli.

Facciamo subito qualche esempio: un transistor in inglese rimane transistor in italiano, un resistore in italiano diviene resistor in inglese, un condensatore in italiano diviene capacitor in inglese con chiaro riferimento al termine “capacitore” ossia un dispositivo con una determinata capacità elettrica. Ad ogni modo, siamo consapevoli che l’inglese può essere avvertito come una barriera da alcuni lettori e pertanto faremo attenzione nel fornire tutti gli elementi per comprendere le varie voci dei menu che utilizzeremo nel corso delle lezioni. La prima voce del menu con cui dobbiamo confrontarci è «Schematic Capture», indicata nella figura seguente.

Figura 18: Accesso alla voce «Schematic Capture» di Proteus.

Facciamo vedere nella figura seguente uno zoom del pulsante collegato a tale funzione.

Figura 19: Zoom sul pulsante che consente di accedere alla funzione «Schematic Capture».

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La voce «Schematic Capture» è composta da due termini: “Schematic” che vuol dire “schema” e “Capture” che vuol dire “cattura” o meglio ancora “acquisizione”. In altri termini, la voce associata a tale pulsante permette al software di simulazione di acquisire lo schema di un circuito elettronico per poi poterne fare ad esempio una simulazione del suo funzionamento.

Premendo tale pulsante, appare la schermata che consente di tracciare circuiti elettronici, come indicato in Figura 20.

Figura 20: Apertura del foglio di lavoro dopo aver premuto il pulsante «Schematic Capture».

Anche in questo caso illustriamo un dettaglio della schermata in questione nella Figura 21.

Non è importante a questo stadio del corso andare ad analizzare ed imparare tutte le funzionalità disponibili in questa schermata, le apprenderemo man mano che ne avremo bisogno.

Ad esempio, in questa fase siamo già pronti per l’inserimento del nostro primo dispositivo e poiché nel capitolo precedente abbiamo ampiamente trattato i generatori di forza elettromotrice con particolare riferimento alla corrente continua, inseriremo nel nostro schema proprio un generatore di tensione in corrente continua.

Come illustrato nella figura seguente, accediamo quindi alla libreria dei componenti disponibili cliccando sul menu «Library» e successivamente cliccando su «Pick Parts». Chiariamo subito il significato di questi termini: “Pick” vuol dire “scegliere” e “Parts” vuol dire “parte” o meglio “componente”. In altri termini, la voce che stiamo utilizzando ci permette di prelevare componenti dalla libreria (“Library” in inglese). Precisiamo inoltre che anziché cliccare su “Library” e poi su “Pick Parts” è sufficiente premere la lettera “P” per accedere a tale voce del menu.

Figura 22: Selezione della voce del menu che consente di prelevare un componente dalla libreria di Proteus.

Una volta selezionata tale voce ci appare una ricca lista di categorie di componenti disponibili (Figura 23).

Chi è curioso può fin da subito verificare la grande disponibilità di dispositivi, vediamo ad esempio la presenza di Circuiti integrati analogici (Analog ICs), Condensatori (Capacitors), Diodi e altro ancora se scorrerete con la barra sulla destra.

Figura 23: Esempio di categorie di componenti disponibili nella libreria di Proteus.

Concentriamoci ora sulla nostra prima prova e andiamo a prelevare un generatore di tensione molto comune: la pila.

Tale componente è disponibile nella categoria «Miscellaneous» che può essere tradotto come “miscellanea” o “varie” ad indicare che in tale categoria sono presenti vari componenti non classificabili in una categoria ben precisa.

Una volta selezionata tale categoria (Passo 1 di Figura 24), troverete sul pannello centrale (Passo 2 di Figura 24) l’elenco completo dei dispositivi appartenenti a questa categoria. Individuiamo in particolare il componente «Cell – Battery (single-cell)» ossia una “batteria o pila a singola cella”. Una volta selezionato questo dispositivo, troverete sulla destra il relativo simbolo circuitale che per molti di voi sarà sicuramente familiare (Passo 3 di Figura 24); è il classico simbolo circuitale di una pila o anche il simbolo circuitale di un generatore di tensione continua. Il tratto più lungo indica il polo positivo ed il tratto più corto indica il polo negativo.

Figura 24: Selezione di una pila da inserire nel circuito. La figura in basso rappresenta uno zoom della figura in alto.

A questo punto tutto è pronto per l’ultimo passaggio (Passo 4 di Figura 25) che consiste nel premere il tasto «OK» per confermare la scelta.

Figura 25: Conferma della scelta cliccando sul pulsante «OK».

Riapparirà a questo punto il foglio di lavoro sul quale cliccando una volta con il tasto sinistro del mouse in un punto qualsiasi di tale foglio apparirà il simbolo della batteria. Potete muovere il simbolo nella posizione a voi più congeniale ed una volta soddisfatti dovrete cliccare su tale posizione una seconda volta con il tasto sinistro del mouse (Figura 26). Con questa ultima operazione avrete completato con successo l’inserimento del vostro primo componente del circuito.

Figura 26: Fasi di inserimento della batteria nel foglio di lavoro.

Notiamo due particolari importanti in Figura 26: Proteus ha automaticamente scelto un nome simbolico o per meglio dire una etichetta (o in inglese una “label”) per il nostro dispositivo; nello specifico lo ha denominato “BAT1”. Questa è una label associata automaticamente dal software, ma se ciò non dovesse soddisfarci, sarà possibile modificarla come vedremo tra poco.

Un’altra scelta automatica effettuata da Proteus riguarda la tensione della pila, pari a 1.5 V. Questa scelta deriva dal fatto che una singola cella che compone le comuni pile è in grado di fornire circa 1.5 V. Per fare un esempio pratico, ricordiamo che le pile da 9 V che tutti noi comunemente usiamo, sono composte infatti da 6 celle da 1.5 V e pertanto 6 x 1.5V = 9V.

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I più attenti avranno notato che nello scegliere il nostro dispositivo da inserire nel circuito, noi abbiamo scelto il componente «CELL», ma immediatamente sopra di esso era disponibile nella lista il componente «BATTERY» che viene descritto come un componente multi-cella (Figura 27) ad indicare quindi la possibilità di poter ottenere tensioni differenti grazie al collegamento di più celle assieme.

Figura 27: Possibilità di selezionare il dispositivo «BATTERY» al posto del dispositivo «CELL».

TI INTERESSA QUESTO ARGOMENTO?

APPROFONDISCILO CON QUESTO LIBRO:

ELENCO DELLE LEZIONI

CAPITOLO 1: CARICHE ELETTRICHE, CORRENTI E TENSIONI

CAPITOLO 2: GENERATORI DI TENSIONE E PRIME SIMULAZIONI SOFTWARE